Das Projekt "Demonstrationsanlage zur Aufbereitung von Oberflaechenwaessern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stahlwerke Bremen GmbH durchgeführt. Durch den Bau und den Betrieb der Demonstrationsanlage soll der Funktionsnachweis einer neuartigen Verfahrenskombination zur Aufbereitung von Weserwasser nachgewiesen werden. Das Verfahrenskonzept besteht im wesentlichen aus einer zweistufigen Membrananlage, wobei in der ersten Stufe mit einer Ultrafiltration ungeloeste Wasserinhaltsstoffe und Bakterien abgetrennt werden sollen. Mit einem zweiten Verfahrensschritt soll das Wasser mit einer Umkehrosmose-Anlage entsalzt werden. Die derzeit hohen Kosten zur Aufbereitung von Weserwasser sollen durch den Einsatz eines modernen/innovativen Verfahrens normalisiert werden, um den Wettbewerbsnachteil gegenueber anderen Stahlerzeugern zu verringern. Die Salzfracht des in den Vorfluter abzuleitenden Abwassers wird durch den Einsatz der Membrantechnologie drastisch reduziert. Weiterhin wird der Chemikalieneinsatz drastisch gesenkt.
Das Projekt "Effektive Schadstoffquellgeometrien und ihre Auswirkungen auf maximale Fahnenlängen (ESTIMATE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Grundwasserwirtschaft, Juniorprofessur für Schadstoffhydrologie durchgeführt. Aufgrund der geringen Löslichkeit und biologischen Abbaubarkeit zeichnen sich Dense non-aqueous phase liquid (DNAPL)- Kontaminationen dadurch aus, persistent im Untergrund zu sein. Da DNAPLs zudem eine große Gefährdung für Umwelt und Gesundheit sind, ist für kontaminierte Standorte eine belastbare Bewertung nötig. Bisherige Studien (Feld-, Laborexperimente, analytische / numerische Modelle) beschreiben die Ausbreitung, den Transport und die beteiligten Reaktionen der Kontaminanten im Untergrund. Dabei konnte festgestellt werden, dass die Quellgeometrie (QG) der Schadstoffzone einen signifikanten Einfluss auf die stationäre Fahnenlänge hat, welche als relevanter Parameter zur Bewertung herangezogen wird. Bisher konnte jedoch nicht ausreichend dargestellt werden, welche Relevanz verschiedene Einflüsse (d.h. Aquifereigenschaften und externe Stressoren, wie die Grundwasserneubildung) auf die finale QG haben. Es werden daher mehr Informationen über die Zusammenhänge zwischen QG und den genannten Einflüssen benötigt. Komplexe QGs sind lediglich für einzelne Szenarien gültig, wobei ihre Genese von einer Vielzahl von Prozessen beeinflusst wird. Jedoch wird aufgrund zeitlicher Restriktionen und einer begrenzten Datenverfügbarkeit bei analytischen und numerischen Berechnungen oftmals nur eine vereinfachte Geometrie implementiert. Es werden daher effektive QGs benötigt, welche Informationen kondensieren und von den Untergrundeigenschaften und externen Stressoren bestimmt sind. Diese effektiven QGs können dann dazu benutzt werden, die finale Fahnenlänge mit vergleichbarer Genauigkeit, wie unter Verwendung von komplexen Geometrien, zu prognostizieren. Die Unkenntnis über die Relevanz der genannten Einflüsse auf die QG wird aktuell als die größte Unsicherheit bei der adäquaten Prognose von Schadstoffausbreitungen angesehen. Daher soll in diesem Projekt der Einfluss von Aquifereigenschaften und externen Stressoren auf die Quellarchitektur bestimmt werden. Damit werden sich, unter Beachtung der genannten Einflüsse, komplexe in effektive QGs überführen lassen. Dazu soll eine Kombination von Laborexperimenten und numerischen Simulationen genutzt werden. Zentrale wissenschaftliche Zielstellungen sind: (i) Verbesserung des Verständnisses über die finale Ausbreitung von komplexen Schadstoff-QGs, (ii) Quantifizierung des Einflusses externer Stressoren und standortspezifischer Charakteristika auf komplexe QGs, (iii) Ableitung effektiver aus komplexen Geometrien, sowie (iv) Erarbeitung eines funktionalen Zusammenhangs zwischen externen Stressoren, sowie standortspezifischen Charakteristika und effektiven QGs, welche in analytischen und numerischen Werkzeugen Verwendung finden können. Basierend auf einer Kombination aus Modellen für die Ausbreitung der Fahnenlänge und der Quellcharakterisierung, wird eine verbesserte Beschreibung der QGs es ermöglichen, maximale Schadstofffahnenlängen genauer abzuschätzen und DNAPL-Sanierungsmethoden zu unterstützen.
Das Projekt "MeLuBatt: Frischer Wind für Metall/Luftsauerstoff-Batterien - Was man von Lithium-Ionen Batterien lernen kann" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM durchgeführt. Im Hinblick auf die GVB wird im Teilvorhaben 'Design und Herstellung stabiler Gasdiffusions-elektroden' seitens des Fraunhofer-Instituts für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) der Einfluss, die Auswahl und Strukturierung der Kathoden auf die Metall/Luft-Systeme untersucht. Das Hauptaugenmerk liegt auf der Evaluierung von Gemeinsamkeiten und Unterschieden aller im Gesamtprojekt betrachteten Systeme. Ziel ist es, für die unterschiedlichen im Projekt untersuchten Metall/Luft-Systeme ideale Gasdiffusionselektroden (GDE) zu entwickeln und diese unter Betriebsbedingungen zu testen. Dabei ist es wichtig die Anforderungen der jeweiligen Systeme zu berücksichtigen. Die bei der Entladung der Zellen entstehenden Produkte im Elektrolyten können dabei löslich oder unlöslich sein und lagern sich in der GDE ab. Im letzteren Fall muss die GDE so ausgelegt sein, dass sie möglichst große Mengen an Entladeprodukt aufnehmen kann und eine Verstopfung vermieden wird. Entscheidend ist auch die Wechselwirkung zwischen den verwendeten Lösungsmitteln und der Oberfläche der GDE. Letztere muss so funktionalisiert werden, dass sie den gewünschten Benetzungs- bzw. Füllgrad mit dem Elektrolyten ermöglicht. Als Modellmaterial wird hierbei auf die Kohlenstoff-Xerogele zurückgegriffen, die sich durch Variation der Syntheseparameter mit unterschiedlichen Porengrößen herstellen lassen.
Das Projekt "Limitations of marine methane oxidation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Fachbereich 5 Geowissenschaften, Fachgebiet Allgemeine Geologie mit dem Schwerpunkt Meeresgeologie durchgeführt. Despite the high production of the greenhouse gas methane in ocean and ocean sediments, only 2% of the gas finally reaches the atmosphere. Specialized bacteria in the ocean use methane as their source of carbon and energy and, hence, are thought to maintain nanomolar methane concentrations in the bulk of the ocean. The proposed project aims to investigate different chemical, biological, and physical factors that enhance or limit microbial methane oxidation as an important sink of methane in the ocean. For example, often low methane oxidation rates have been found in surface waters, which may be caused by copper and/or iron limitation or light inhibition of methane oxidizing bacteria. In addition, methane as substrate for the bacteria may be limited due to increased sea surface air gas exchange by increased wind speed. In contrast, high methane oxidation rates have been measured in bottom water of coastal basins with limited water exchange. These high oxidation rates often correlate with lower oxygen concentrations and/or increased suspended material content in the surrounding water. Field studies in different climatic zones (polar: Spitsbergen and Antarctica, subtropical: Santa Barbara Basin, tropical: Gulf of Mexico) in combination with laboratory experiments are planned to study factors enhancing and limiting microbial methane oxidation in the ocean. Mainly the process of methane oxidation will be investigated by using radioactive tracers and stable carbon isotopes. Thereby maximum uptake rates of in situ methane oxidizing bacterial communities will be measured at different conditions. Finally, the results of the field and laboratory studies will be combined to develop a box model that can be used to estimate and possibly predict aerobic methane oxidation, one of the important methane sinks in the ocean.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Chemische Vernetzung von löslichem Kollagen zu stabilen Mikrostrukturen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Verein zur Förderung agrar- und stadtökologischer Projekte (ASP) e. V. - Institut für Agrar- und Stadtökologische Projekte durchgeführt. Chemische Vernetzung von löslichem Kollagen zu stabilen Mikrostrukturen, die das Potenzial aufweisen, entzündungslindernd bzw. entzündungshemmend zu wirken. Zunächst soll eine reproduzierbare Methodik für die Gewinnung und Charakterisierung hinreichender Kollagenqualitäten (lösliches und unlösliches Kollagen) optimiert und festgelegt werden. Bei diesen Aufgaben kooperiert das IASP mit den Firmen GfN Herstellung v. Naturextrakten GmbH und Lipromar GmbH. Nach Sicherung der Rohstoff-Basis beginnen die Projektpartner IASP und das Fraunhofer IAP das Auswahlverfahren für wirksames, stabiles, mikrostrukturiertes Kollagen. Zur Mikrostrukturierung wird vom IASP die Bottom-up-Methode eingesetzt. Aus löslichem Kollagen sind ohne Denaturierung definierte Mikrostrukturen zu präparieren. Hier sind unterschiedliche Methoden einer chemischen Vernetzung anzuwenden. Als Vernetzungsmittel kommen insbesondere Retinal bzw. Reagenzien, die mit der 'Produktkette' des Zitronensäure-Zyklus kompatibel sind, zum Einsatz. Die Wirksamkeit der hergestellten Mikrostrukturen bei der Linderung von Entzündungen wird an einem etablierten Schleimhautmodell von dem dritten Projektpartner, der FU Berlin, getestet. Darauf basierend werden geeignete, mikronisierte Kollagen-Muster ausgewählt und in stabile, wässrige Formulierungen integriert. Ein Teil des mikrostrukturierten Kollagens wird in Magensaft-resistente Mikrokapseln eingeschlossen. Die Formulierungen bilden die Basis für eine Produktgestaltung.
Das Projekt "Fouling von Niederdruckmembranen während der Wasseraufbereitung: Ursachen, Analyse und Strategien zur Verringerung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Wasserressourcen und Wasserversorgung B-11 durchgeführt. Problemstellung: Niederdruckmembranen (Mikro- und Ultrafiltrationsmembranen) stellen eine leistungsfähige Technik zur Aufbereitung verschiedener Rohwässer dar. Neben den Vorteilen eines kleinen Flächenbedarfs und eines verlässlichen Betriebes, birgt vor allem die hohe Ablaufqualität das Potential herkömmliche Aufbereitungstechniken zu ergänzen oder sogar zu ersetzen. Ein großes Problem beim Einsatz solcher Membranen ist das Membranfouling, unter dem Deckschichtbildung und andere Kolmationsmechanismen zusammengefasst werden. Dieses führt zur raschen Abnahme der Filtrationsleistung, zur Erhöhung der nötigen transmembranen Druckdifferenz, des Reinigungsintervalls und des Chemikalieneinsatzes, was insgesamt hohe Energieverbräuche und Betriebskosten verursacht. Ziel dieses Projektes ist es, den Einfluss von Wasserinhaltsstoffen auf die Deckschichtbildung während des Filtrationsprozesses durch Analyse des zu behandelnden Wassers abzuschätzen, neue Möglichkeiten des Monitorings dieser Stoffe zu identifizieren und darauf aufbauend geeignete Maßnahmen zur Stabilisierung der Filtration zu entwickeln. Vorgehensweise: Es werden sowohl Filtrationsteststände im Labor als auch eine Membrananlage im Pilotmaßstab betrieben. Durch Methoden der analytischen Chemie, wie die Gelpermeationschromatographie (LC-OCD) und der Fluoreszenzspektroskopie (EEM) wird die Fraktion der gelösten organischen Stoffe näher charakterisiert. Bildgebende Verfahren wie die Nanoparticle-Tracking-Analysis (NTA) kommen für die Untersuchung der kolloidalen und partikulären Wasserinhaltsstoffe zum Einsatz. Als Erweiterung dieser Methode wird das Anfärben unterschiedlicher Stoffklassen mittels Fluoreszenzmarkern untersucht, wodurch die Möglichkeit einer weitergehenden Diskriminierung dieser kolloidalen Wasserinhaltsstoffe besteht. Anhand von Modellwässern wird zunächst der Einfluss einzelner Wasserinhaltsstoffe sowie deren komplexes Zusammenspiel während der Membranfiltration untersucht. Die Ergebnisse werden durch Filtrationsversuche mit realen Wässern verifiziert. Im Rahmen einer statistischen Datenanalyse sollen so foulingrelevante Stoffe ausgemacht und je nach Zusammensetzung des Wassers durch gezielte Vorbehandlung, durch Verfahren wie z.B. Flockung, Adsorption oder Oxidation reduziert und Bedingungen für einen energie- und kosteneffizienten Einsatz dieser Technik identifiziert werden.
Das Projekt "Modellversuch Filterklärbecken - Modelluntersuchung eines zentralen Niederschlagswasserbehandlungssystems - System Filterklärbecken (FKB)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wirtschaftsbetrieb Hagen AöR durchgeführt. Entwicklung eines kompakten und überbaubaren Systems zur Reinigung von belastetem iederschlagswasser im Regenwasserkanal. Die Reinigung wird mittels Absetzkammer und zweistufiger Filterung vorgenommen. Die Absetzkammer hat die Aufgabe des Rückhalts des größten Teils der absetzbaren Stoffe. Die erste Filterstufe ist ein Vliesstoff. Dieses filtert weitestgehend die vorhandenen ungelösten Stoffe ab. Zur Aufrechterhaltung der Filterleistung ist ein Reinigungssystem vorgesehen. Die zweite Filterstufe ist ein Mineralfilter. Dieser fällt im begrenzten Maß gelöste Substanzen aus und hält diese im Filterkörper zusammen mit den partikulären Reststoffen, die die erste Filterstufe durchdringen konnten, zurück. Das so gereinigte Niederschlagswasser kann anschließend ohne weitere Behandlung in ein oberirdisches Gewässer eingeleitet werden.
Das Projekt "Minimierung von Risiken bei Planung und langfristigem Betrieb tiefengeothermischer Anlagen im bayerischen Molassebecken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Wasserchemie und Chemische Balneologie durchgeführt. Im Projekt sollen die Grundlagen für einen risikominimierten und wirtschaftlichen Betrieb des Thermalwassersystems von Geothermieanlagen im bayerischen Molassebecken erarbeitet werden. Ziele des IWC-Teilprojekts sind die Verbesserung der Prognosegenauigkeit der Berechnung von Entgasungsdrücken und die Prognose von Ausfällungen aus dem Thermalwasser sowie deren Auswirkungen auf Anlage und Reinjektionsbohrung. Thermalwasseruntersuchungen: Aufbau und Betrieb eines on-line-fähigen Gaschromatographen für N2, CO2, CH4, O2 und H2S am Standort Sauerlach; Ermittlung der Variation der Gasführung und des Entgasungsdrucks bei verschiedenen Betriebszuständen; Entwicklung und Kalibrierung eines nummerischen Modells zur Prognose der Entgasungsdrücke mit Validierung an wenigstens einem weiteren Standort; Modellierung technischer Maßnahmen (z.B. Stickstoffbeaufschlagung der Reinjektionsbohrung) Filtertechnologie: Aufbau und Betrieb einer isobaren Ultrafiltrationsanlage für die Kolloidprobenahme am Standort Sauerlach; Bestimmung der Kolloidgrößenverteilung und -zusammensetzung der Filterproben sowie der Retentate und nicht rückspülbaren Rückstände der großvolumigen Filter im Thermalwasserkreislauf mittels (Ultra-)Filtration, Rasterelektronenmikroskopie mit energiedispersivem Detektor und Aufschluß; Erweiterung des hydrochemischen Modells zur Prognose der Kolloidbildung bzw. -auflösung Materialuntersuchung: Untersuchung der Oberflächen der Referenzstücke aus dem Thermalwasserstrang mit REM/EDX
Das Projekt "Vorhaben: Biogeochemie, Ozeanographie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Fachbereich Geowissenschaften, Institut für Geologie durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, die den Nährstoffeintrag kontrollierenden Prozesse und die daraus resultierenden Stoffflüsse, deren Saisonalität, interannuelle Variabilität und Kopplung an die das Hinterland entwässernden Flusssysteme zu untersuchen, um das Ausmaß, zu dem der Klimawandel die ökologischen, biogeochemischen und depositionalen Bedingungen im Golf von Tonkin beeinflussen wird, besser abschätzen zu können. Während der geplanten FS SONNE Fahrt SO-220 werden drei Sedimentfallenverankerungen geborgen und erneut ausgelegt sowie entlang von 10 Transekten unter Einsatz von CTD-Kranzwasserschöpfer, ADCP, Planktonnetz und in-situ-Lasergranulometer, die Wassersäule und das in der Wassersäule suspendierte biogene und lithogene Material untersucht und beprobt. Analysen zur Zusammensetzung des Materials mittels sedimentologischer , anorganisch- und organisch-geochemischer Standardmethoden werden mit hydrologischen Daten gekoppelt, um den Transport, die Deposition und Resuspension von Feststoffen im Untersuchungsgebiet und deren Quellen zu modellieren. In der Zusammenführung der Daten soll ein Bild des rezenten Sedimentationsgeschehens entworfen werden.
Das Projekt "Entwicklung von Verfahrensvarianten zur Minimierung des Membranfoulings getauchter Module beim Membranbelebungsverfahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut IWAR, Fachgebiet Abwassertechnik durchgeführt. Hintergrund und Aufgabenstellung: Das Membranbelebungsverfahren gewinnt auch in der industriellen Abwasserreinigung zunehmend an Bedeutung. Als Vorteile sind vor allem die hervorragende Leistungsfähigkeit und die Reduktion des Beckenvolumens durch hohe Biomassekonzentrationen, somit Wegfall der Nachklärungsstufe zu nennen. In der Frage der Wirtschaftlichkeit von MBR tritt das Problem des Foulings immer weiter in den Vordergrund, da dieses den Durchsatz minimiert, sowie der zur Foulingminimierung notwendige erhöhte Energiebedarf. Somit hängen die Verfahrenskosten direkt mit dem Foulingverhalten der Membranen zusammen. Auf Grund der organischen und anorganischen Ablagerungen, sowie biologischen Wachstum von Mikroorganismen auf der Membranoberfläche wird der Rückgang der Permeabilität hervorgerufen. Vorgehensweise und Ergebnisse: Im Rahmen des Projektes sollen neue Strategien und Verfahrensvarianten zur Minimierung des Membranfoulings untersucht werden, die insgesamt kosteneffizienter und umweltgerechter sind. In erster Linie soll die energieintensive Crossflow-Belüftung hinsichtlich des Energiebedarfs und der Überströmung der Membranen optimiert werden. Darüber hinaus werden Untersuchungen zum kontinuierlichen physikalischen Abtrag der Deckschicht durch den Einsatz abrasiver Stoffe durchgeführt und sollen sich durch einen Wechsel des biologischen Milieus Aussagen zur Vermeidung von Deckschichten an der Membranoberfläche ergeben. Aus energetischen Gründen sowie aus Platzgründen ist es zweckmäßig, das für den biologischen Abbau notwendige Schlammalter nicht wesentlich zu überschreiten. Es soll deshalb der Einfluss des Schlammalters auf das Foulingverhalten bei konstantem TS-Gehalt untersucht werden, wenn möglich sind Salzgehalt und Temperatur als Parameter in die Untersuchungen einzubeziehen. Aufgrund der physikalischen Barriere durch die geringe Porenweite können in der MBRVerfahrenstechnik Einzelbakterien existieren, deswegen werden Untersuchungen zum Einfluss von ungelösten bzw. gelösten Inhaltsstoffe erforscht. Versuche zur Rückspülung mit Salzlösungen hoher Ionenstärke welche die Molekülgröße ladungstragender Makromoleküle verringern, runden die Untersuchungen ab. Erwartet wird, dass Ergebnisse aus diesem Projekt, unabhängig von den untersuchten Membranmodultypen, einen Beitrag zum Verständnis des Membranfoulings und zu dessen Begrenzung durch verfahrenstechnische Maßnahmen liefern können.
| Origin | Count |
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| Bund | 32 |
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| Förderprogramm | 32 |
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| Boden | 27 |
| Lebewesen & Lebensräume | 25 |
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